褐煤CO₂气化技术是提高褐煤利用率的一种重要方法。通过采用基于活性反应力场（Reactive force field,ReaxFF）的分子动力学方法来模拟褐煤CO₂的气化反应过程,从而获得气化过程中产生的中间体自由基和相关的基元反应,然后得到含硫气体H₂S、COS和SO₂以及含氮气体HCN和NH₃的形成机理。通过选取Wolfrum的煤分子模型作为基本结构单元,并在此基础上构建了褐煤热解和褐煤CO₂气化两个模型体系。利用Packmol软件中的ReaxFF的方法将两个体系在3000 K下模拟了1 ns,并利用C++程序分析处理模拟轨线,统计相关的基元反应。结果表明:无论是在褐煤热解模型中还是在褐煤CO₂气化模型中,含硫基元反应都是从苯硫酚,硫醚和噻吩的分解开始的。R-S、SCO₂、R-S-O和S-O自由基都是形成H₂S,COS和SO₂气体的重要中间体。另外,CO₂还参与并促进了SCO₂自由基和COS分子的形成。另外,CO₂气化过程中会产生大量的CHO自由基和R-O自由基。一方面,CHO自由基有助于H₂S和R-O自由基的生成;另一方面,CHO自由基也能促进R-S-O自由基和SO₂分子的产生。褐煤热解和CO₂气化过程中,HCN和NH₃的产生与体系中的氢自由基的浓度有着密切的关系。在两个体系中,氮原子的基元反应是开始于褐煤分子中的含氮结构--氮氧类、酰胺类、含氮杂环类和胺类结构的分解。CN自由基和NH/NH₂自由基是形成HCN和NH₃的重要中间体。这两种自由基都是R-N-R（H）自由基分解并释放氢原子而得到的。CO₂气化过程中会产生COH自由基和COOH自由基来提高体系中的氢原子的浓度。大量活泼氢的产生增加了与CO₂气化体系中CN自由基和NH/NH₂自由基的接触机会,从而促进HCN和NH₃分子的产生。这些机理从分子水平上解释了褐煤CO₂气化过程中含硫和含氮气体的形成过程,为气化过程中氮、硫元素的迁移机理提供了可靠的理论依据。图27幅;表4个;参75篇